研究原型表明太阳能电池效率可能翻倍

太阳能电池发电时不会产生碳排放，但低效率数字仍有很大的改进空间。一项新的研究提出了一种可能的方法来提高这一点—可能无需彻底的重新思考或引入稀有，昂贵的材料。

根据IEEE Spectrum，俄罗斯圣彼得堡的研究人员已经使用磷化镓和氮创建了一个原型太阳能电池，该太阳能电池的电流效率几乎可以翻一番。

该报告称，新的电池设计可以达到45%的效率，比目前的硅电池(通常效率不到20%)大幅度提高。

“硅是一种非常廉价的材料，而且它非常发达，但它的效率不高，”伊万·穆欣，在圣彼得堡国立资讯科技机械与光学大学的一个研究，并在圣彼得堡大学的学术实验室主任告诉IEEE光谱。

原型单元的大小仅为一平方厘米。典型的太阳能电池为16平方厘米，单个太阳能电池板中使用了数十个。

研究人员从硅衬底开始，然后根据IEEE Spectrum，在其上面生长了一层浅橙色的磷化镓。报告指出，磷化镓与硅的结合很好，但捕获光并不是很好。但是据报道，增加一层氮可以解决这个问题。

该单元的单个光敏层显示出2%的效率，但研究人员正在增加多个层，产生能够吸收入射的太阳光的不同波长的所谓的“多结”细胞，根据IEEE谱。

IEEE Spectrum指出，分别在澳大利亚和的研究人员正在使用硅和钙钛矿的组合研究多结​​电池。

Mukhin告诉IEEE Spectrum，磷化镓和氮电池的设计成本仍然是一个问题。他说，降低成本的一种方法可能是将新电池与“集中式”太阳能技术相结合，该技术使用镜子或透镜将大量阳光聚焦在接收器上。

与所有研究一样，实验室中令人鼓舞的结果可能不会导致商业上可行的产品。但是，效率更高的太阳能电池可能会对汽车行业产生重大影响。使用太阳能电池板发电可以减少插入电网充电的电动汽车的总体碳排放量。

一些汽车制造商还提供太阳能屋顶板，以提供补充电力。初创公司Sono Motors和Lightyear计划推出电动汽车，这些电动汽车主要由太阳能电池板供电(在某些情况下用于短距离驾驶)，但也要配备备用电池组。

Karma Revero插电式混合动力车带有太阳能车顶，在2021年推出的全电动Fisker Ocean上也将是一个选择。请注意，Revero和Ocean均由Henrik Fisker设计。Revero最初是在Henrik Fisker的第一家汽车公司的领导下作为Fisker Karma推出的。从那时起，它已经进行了广泛的修改。

太阳能技术更主流的应用是即将到来的2020年现代索纳塔混合动力车。现代汽车称，在整整一天的阳光下，中型轿车的太阳能车顶可能会为1.56千瓦时的电池组增加60%的电量。